海藻生物肥对草莓产量和品质的影响

为探究新型海藻生物肥对草莓产量和品质的影响,以红颜草莓为试验材料,对其叶面喷施不同浓度的新型海藻生物肥,以喷施清水为对照。喷施处理后,计算草莓产量,测定盛果期草莓可溶性固形物含量、可滴定酸、糖酸比、还原糖含量、硬度、抗坏血酸、总酚、花青素和类黄酮含量。结果表明,不同浓度海藻生物肥处理的草莓产量均有提升,其中在1 500倍海藻生物肥处理下,草莓果重、结果数和产量均极显著提高(P<0.01),分别较对照增加了42.96%、14.67%和63.93%。品质结果表明,1 500倍液海藻生物肥处理下,草莓的可溶性固形物含量、糖酸比、还原糖含量和硬度均达到最大值,且较对照均显著增加(P<0.05),高于市售2种海藻肥处理;低浓度(2 500~1 500倍)海藻生物肥对草莓抗氧化物质积累有促进作用,其中1 500倍海藻生物肥处理下,草莓Vc含量达到最大值,且较对照提高50.20%;在 2 500倍海藻生物肥处理下,花青素与类黄酮含量均极显著增加(P<0.01),较对照分别增加42.00%与30.56%,而高浓度(1 000~500倍)则抑制花青素与类黄酮的积累。综上,合理喷施新型海藻生物肥能提高草莓产量,提高抗氧化活性物质含量,改善草莓品质。本研究结果为新型海藻生物肥的规模化生产应用提供了理论依据。     

紫色马铃薯查尔酮合成酶基因(CHS)的克隆及分析

【目的】从紫色马铃薯中克隆CHS的cDNA全长序列,并分析其组织表达水平以及诱导剂处理后基因的表达与花青素含量积累之间的关系。【方法】采用RT-PCR和RACE方法克隆紫色马铃薯CHS的cDNA全长序列,通过在线软件进行核苷酸序列和氨基酸序列分析,半定量RT-PCR检测StCHS在紫色马铃薯组织中的表达特异性以及蔗糖和赤霉素处理后StCHS的表达。采用分光光度计法测定紫色马铃薯花青素含量。【结果】克隆获得紫色马铃薯CHS的cDNA全长1 490 bp,包含1 170 bp的ORF,该基因编码389个氨基酸。推测StCHS蛋白含有Cys164、Phe215、His303和Asn336 4个活性位点,构成CHS蛋白的催化中心。StCHS的表达具有组织特异性,在茎、叶柄和叶中表达较强,在根、块茎和叶轴中几乎检测不到CHS的表达。赤霉素能促进CHS的表达从而促进花青素的积累;蔗糖能够显著促进紫色马铃薯花青素的积累,但对CHS的表达影响不明显。【结论】从紫色马铃薯中克隆获得CHS的cDNA全长序列,该基因表达具有组织特异性,StCHS是紫色马铃薯花青素合成途径中的一个限速酶基因。     

三角褐指藻GPAT生物信息学及表达差异分析

三羧酸甘油酯(TAG)是植物细胞中油脂的主要储存形式,甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)是TAG生物合成过程中的第1个限速酶。为探明三角褐指藻油脂含量变化与GPAT基因表达量之间的关系,本研究利用转录组测序结果设计引物,采用RT-PCR技术克隆了三角褐指藻GPAT的cDNA全长,并对其进行生物信息学分析;通过RT- qPCR研究不同光照强度和温度下三角褐指藻GPAT的表达差异及总脂含量。结果表明,三角褐指藻GPAT的cDNA全长序列为1 743 bp,含有1个长度为1 305 bp的ORF,编码434个氨基酸,含有3个保守序列区。保守结构域分析表明, 三角褐指藻GPAT属于LPLATs超家族,且具有GPAT特征性的酰基结合位点。系统进化分析表明,三角褐指藻GPAT与大洋洲海链藻的亲缘关系最近。RT- qPCR结果显示,随着光照强度和温度的提高,三角褐指藻GPAT表达量均呈先上升后下降的趋势,且在25℃、37.5 μmol·m^-2·s^-1时达到最大值,与藻体内总脂含量变化趋势一致;此外,GPAT表达量与总脂含量随着温度的变化呈显著正相关(r=0.980, P<0.05),推测三角褐指藻GPAT可能是三角褐指藻脂类代谢途径的关键基因。本研究为今后利用基因工程手段提高植物体内油脂含量提供了优质的基因资源,同时为进一步揭示三角褐指藻脂类物质合成的分子调控机制奠定了一定的理论基础。     

不同浓度海水对蔬菜种子萌发、生长及其品质的影响

以普通白菜品种改良京春绿、七宝青、上海抗热605及羽衣甘蓝品种东方绿嫩为试材,研究不同浓度海水(0~100%)对种子萌发、植株生长及其品质的影响。结果表明,供试的4种蔬菜中,改良京春绿耐盐能力最强,当相对海水浓度为40%~60%时,种子萌发率最高(100%),当相对海水浓度为80%时,种子萌发率仍达40%;当相对海水浓度为40%时,改良京春绿、七宝青、上海抗热605及东方绿嫩的可溶性蛋白质、VC、叶绿素(除上海抗热605外)和β-胡萝卜素含量均显著高于对照,可溶性蛋白质含量分别比对照提高了142.5%、99.2%、101.5%和117.5%,叶绿素含量分别比对照提高了59.0%、18.4%和16.8%,VC含量分别比对照提高了101.0%、75.9%、31.2%和5.2%,β-胡萝卜素含量分别比对照提高了77.8%、48.9%、77.5%和51.9%,表明一定浓度的海水可提高水培蔬菜的营养品质。     

花生四烯酸对雨生红球藻细胞生长和虾青素含量的影响

研究了不同质量浓度花生四烯酸对雨生红球藻细胞生长和虾青素含量的影响。结果表明,适宜质量浓度的花生四烯酸(62.5 mg/L)能促进雨生红球藻细胞的生长,而低质量浓度(0.1~12.5 mg/L)和高质量浓度(312.5~1562.5 mg/L)的花生四烯酸均能抑制雨生红球藻细胞的生长;花生四烯酸能促进雨生红球藻虾青素的积累,随着花生四烯酸质量浓度的增加,雨生红球藻虾青素含量也逐渐增加,当花生四烯酸质量浓度为312.5 mg/L时,虾青素的含量最高,达3.67 mg/L,比对照组提高48.8%。     

三角褐指藻crtiso基因克隆与表达调控研究

为探索三角褐指藻岩藻黄素的生物合成与crtiso基因表达调控的关系,本研究通过转录组测序获得了三角褐指藻crtiso基因cDNA全长序列,并研究了乙酰水杨酸(ASA)、花生四烯酸(AA)、甲基茉莉酸(MeJA)和硫酸铈铵(ACS)4种诱导子不同浓度处理对三角褐指藻crtiso基因表达的影响。结果表明,三角褐指藻crtiso cDNA全长2 116 bp,开放阅读框(ORF)1 902 bp,编码635个氨基酸。crtiso蛋白为亲水性不稳定蛋白,相对分子质量67 803.00 Mr,理论等电点7.14,蛋白质二级结构中的主要构成元件是α螺旋、β折叠和无规则卷曲,并存在保守区域和结构域。系统进化树分析表明,三角褐指藻crtiso蛋白与海虹束毛藻亲缘关系较近。诱导子表达结果表明,ASA、AA、MeJA和ACS均能显著提高三角褐指藻crtiso基因的表达水平,当ASA、AA、MeJA和ACS质量浓度分别为10 mg·L~(-1)、0.1 mg·L~(-1)、50μmol·L~(-1)和0.2 mg·L~(-1)时,三角褐指藻crtiso基因表达量最高。相关性分析表明,三角褐指藻crtiso基因表达量与岩藻黄素含量呈线性关系,表明三角褐指藻岩藻黄素的生物合成是通过调控crtiso基因的表达来实现的,本试验结果为进一步研究岩藻黄素的合成代谢提供了重要的依据。     

光合作用抑制剂DCMU对三角褐指藻岩藻黄素含量和叶绿素荧光特征及关键基因表达的影响

为了阐明岩藻黄素生物合成与光合作用之间的关系,研究不同浓度光合作用抑制剂二氯苯基二甲脲(DCMU)对三角褐指藻细胞密度、岩藻黄素含量、叶绿素含量、叶绿素荧光特征和相关关键基因表达的影响。结果表明,不同浓度DCMU均抑制细胞生长,使三角褐指藻内岩藻黄素含量降低,叶绿素含量增加;当DCMU浓度为1 mg·L^-1时,三角褐指藻内岩藻黄素含量最少,较CK减少了26.98%,而叶绿素含量最高(3.16 mg·g^-1)。随着DCMU浓度的增加,电子传递的抑制作用增强,实际光化学量子效率[Y(Ⅱ)]、 rETR、相对电子传递速率(NPQ)、光化学淬灭系数(qP)和快速光曲线初始斜率(α)均明显降低,DCMU为1 mg·L^-1时出现电子完全阻断的现象。定量PCR分析结果表明,岩藻黄素合成通路关键基因pds、lcyb的表达水平与岩藻黄素含量变化趋势一致。相关性分析表明,岩藻黄素含量与Y(Ⅱ)、qP和α之间存在显著正相关(P<0.05),说明三角褐指藻岩藻黄素的生物合成不仅与岩藻黄素合成关键基因的表达有关,还与光合作用有关。本研究为进一步探明三角褐指藻岩藻黄素合成的生理生化和分子机理提供了参考。     

绿色杜氏藻香叶基焦磷酸合成酶基因(GPS)生物信息学与诱导表达分析

香叶基焦磷酸合成酶(GPS)在植物体内催化二甲烯丙基焦磷酸与异戊烯基焦磷酸结合成萜类化合物前香叶基香叶基焦磷酸(GPP)。为深入理解GPS蛋白在类胡萝卜素生物合成过程中的作用,本研究采用高通量测序方法获得绿色杜氏藻GPS基因(Gen Bank序号:KT751181)c DNA全长序列,并研究乙酰水杨酸(ASA)、硫酸铈铵(CAS)和花生四烯酸(AA)3种诱导子对绿色杜氏藻GPS基因表达的影响。测序结果表明,绿色杜氏藻GPS基因c DNA全长2 281 bp,开放阅读框为1 449 bp,编码463个氨基酸。绿色杜氏藻GPS蛋白的分子量为53 714.9,理论等电点(p I)为6.66,该蛋白分子呈亲水性,无信号肽和跨膜结构域。二级结构分析显示,该蛋白分子中螺旋结构占主导地位,占47.7%。系统进化树结果表明,绿色杜氏藻GPS蛋白与莱茵衣藻亲缘关系最相近。诱导表达分析显示,62.5 mg·L-1AA、0.2~0.8 mg·L-1ACS和10 mg·L-1ASA可极显著提高绿色杜氏藻GPS基因表达;同时,类胡萝卜素含量也极显著升高,这一结果表明GPS基因与类胡萝卜素合成有关,GPS基因可能通过控制GPP的去向,间接影响绿色杜氏藻类胡萝卜素合成。本研究结果为揭示藻类类胡萝卜素合成机理及利用代谢工程策略提高类胡萝卜素含量奠定了理论基础。     

增塑剂对小麦种子萌发过程中细胞程序性死亡指标的影响

为了明确增塑剂与细胞程序性死亡(PCD)的关系,用邻苯二甲酸酯类增塑剂处理小麦种子,研究增塑剂对小麦种子萌发过程中细胞程序性死亡相关指标的影响,并对增塑剂诱导细胞程序性死亡的生理生化和分子机制进行了初步探讨.结果表明,增塑剂对小麦种子萌发率有显著影响,能够抑制小麦种子萌发.增塑剂处理后小麦种子萌发过程中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性先上升后下降,同时实验后期抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性也有类似的趋势.经DNA ladder实验证明,高浓度增塑剂处理能够引发小麦种子细胞程序性死亡.其原因可能与增塑剂促进gr、dhar以及vpe、metacaspase基因的表达有关,且随着增塑剂浓度的不断增大,各基因相对表达量变化趋势基本一致.     

绿色杜氏藻DvGGPS生物信息学及转录差异研究

香叶酰香叶酰焦磷酸合成酶(GGPS)能够催化焦磷酸异戊烯酯(IPP)与二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)反应形成二萜化合物通用前体香叶酰基香叶酰焦磷酸(GGPP)。为深入了解GGPS蛋白在类胡萝卜素合成途径中的作用,通过Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序获得Dv GGPS基因c DNA全长序列,对GGPS基因序列进行生物信息学分析,并研究花生四烯酸(AA)、乙酰水杨酸(ASA)和硫酸铈铵(ACS)对Dv GGPS基因转录水平的影响及绿色杜氏藻类胡萝卜素含量变化。生物信息学分析结果表明,Dv GGPS基因c DNA全长2 229 bp,含1 041 bp开放阅读框,编码346个氨基酸。GGPS蛋白质序列理论等电点(p I)为5.82,相对分子质量为37.66 k Da,该蛋白为疏水性蛋白,无信号肽和跨膜区域。二级结构预测显示该蛋白分子中α-螺旋结构最多,占57.23%。同源比对结果表明,绿色杜氏藻GGPS蛋白与雨生红球藻亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,62.5 mg·L~(-1)AA、50 mg·L~(-1)ASA和0.8 mg·L~(-1)ACS处理的Dv GGPS基因转录水平达到最高,此时类胡萝卜素含量也均有提高,说明绿色杜氏藻类胡萝卜素的生物学合成可能是通过诱导Dv GGPS基因表达实现的,Dv GGPS基因在类胡萝卜素生物合成中起关键作用。Dv GGPS基因的克隆及表达调控研究为今后探明类胡萝卜素积累的分子机理提供了重要参考,也为进一步通过代谢工程手段提高绿色杜氏藻类胡萝卜素含量奠定了理论基础。